软开关变换器中平面集成磁件的研究

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1、摘要本文在电力电子集成的背景下以及开关电源向轻、小、薄的发展趋势下，综述了磁集成技术，介绍了集成磁件的一般研究方法；基于零电流准谐振变换器的特性，充分讨论了磁集成对软开关实现的影响，并以零电流准谐振Buck变换器为例，详细阐述了集成后的软开关实现问题，以及集成磁件平面化的实现方法；基于Lc结构单元的特性，结合零电流准谐振变换器电感和电容的连接方式，探讨了无源集成，即将电感间的集成引申到电容和电感间的集成；将零电流准谐振变换器双电感的集成引申到零电流准谐振三电平变换器的三电感集成，并以零电流准谐振三电平Buck变换器为例，进行了详细的阐述。关键词：电力电子集成磁集成无源集成平面化

2、软开关LC结构单元三电平Buck变换器AbstractFollowingthebackgroundofthepowerelectronicintegrationandthetrendofsamll，thinandlightforswitchpower，thispapersummarizesthetechniqueofintegratedmagneticandintroducesthenormalmethodofintegratedmagnetics；baseontheZCSquasi—resonantconverters’commoncharacteristic，theinfl

3、uenceonthesoftswitchingisdiscussedwhenthemagneticsareintegrated，thentheBuckZCSQRCistakenforexampletoillustratethemethodsabouttheattainmentofthesoftswitchingandtheintegrationofthemagnetics；baseontheLCunitandthemodesaboutthecapacitorandtheinductorintheZCSquasi—resonantconverters，thepassiveinte

4、grationisdiscussed；basesuchabovebasis，thethreeinductors’integrationintheZCSquasi-resonantthreelevelconvertersisdicussed．Keywords：powerelectronicintegrationmagneticintegrationpassiveintegrationplanarsoftswitchingLCunitthreelevelBuckconverter创新点说明本人声明所呈交论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。创新点：提出零电流准谐振变

5、换器中谐振电感和滤波电感的集成理论，并将其引申到零电流准谐振变换器的无源集成和零电流准谐振三电平变换器的三电感集成。尽我所知，到目前国内外文献未见报道。作者：整日期：丝兰：兰：2辽宁工程技术大学硕士学位论文1绪论电力电子技术的诞生和发展使人类对电能的利用方式发生了革命性的转变，并且极大地改变人们利用电能的观念。在世界范围内，用电总量中经过电力电子装置变换和调节的比例已经成为衡量用电水平的重要指标。目前，全球范围内该指标的平均数为40％，而到201O年将达到80％。这就对电力电子技术提出了新的挑战。现在电力电子技术的发展已走到了十字路口，电力电子装置的复杂性与其应用的广泛性之间的

6、矛盾越来越尖锐。一方面众多领域需要大量使用电力电子装置，而另一方面，电力电子装置面向的应用千差万别，使得设计、生产和维护需要耗费大量的人力和物力，给普及和推广造成了巨大障碍，成为电能利用技术进步的瓶颈。目前，国际电力电子学界普遍认为，电力电子系统集成技术⋯是解决电力电子技术发展面临的障碍，进一步拓展电力电子技术应用领域的最有希望的出路，其主要由电路拓扑集成技术，封装技术和磁性器件的磁集成技术三部分组成。目前国内也已经认识到了电力电子系统集成技术的重要性，分别由浙江大学、西安交通大学和辽宁工程技术大学对电路拓扑集成技术、封装技术和磁性器件的磁集成技术进行科研公关，均已得到国家自然

7、科学基金项目的资助。1．1磁集成技术简介磁性器件(简称磁件)，如变压器、电感，是电力电子变换器的重要组成部分，它是完成能量储存与转换、滤波和电气隔离的主要器件，是影响变换器体积、重量的主要因素”3：磁件参数的选取(如输出滤波电感的大小)直接影响输出电流脉动和输出动态性能，磁件的损耗影响变换器的效率；磁件的寄生参数对开关管的电压、电流应力有很大的影响。为了减小磁件的体积、重量，改善滤波性能，人们通常采用提高频率的办法，但高频化的方法仍有一定局限性：一方面，频率的提高会受到整机效率的限制”3；另